風云三號G星首套圖發布！用衛星拍降水，三維結構長啥樣？

15日，我國首顆低傾角軌道降水測量衛星——風云三號G星（降水星）首套圖正式對外發布，此次發布的風云三號G星上配備的六大載荷的監測圖像，展示了不同層次降水的三維立體結構，有利于更好地監測和預報災害性降水系統。

5月7日，華南出現強對流天氣系統，中央氣象臺發布暴雨藍色預警和強對流天氣藍色預警。風云三號G星清晰捕捉到這一降雨云系的三維立體結構。

(資料圖)

圖中顯示的是從地表開始3.75公里到6公里的降水系統三維立體結構。

圖片來源：國家衛星氣象中心

風云三號G星六大載荷包括降水測量雷達、微波成像儀（降水型）、中分辨率光譜成像儀（降水型）、全球導航衛星掩星探測儀等4臺業務載荷和短波紅外偏振多角度成像儀、高精度定標器等兩臺試驗載荷。

專家介紹，降水測量雷達是風云三號G星上的主載荷，也是國內首臺星載降水測量雷達，主要用于災害性天氣系統的降水監測。它采用了Ku+Ka雙波段，可清晰觀測臺風、暴雨、暴雪等降水系統的內部三維立體結構。

微波成像儀（降水型）是風云三號02批微波成像儀的升級版，首次實現大氣窗區和探測通道的一體化設計，探測通道達到26個，有效增強了衛星對降水、大氣溫濕度廓線的探測能力。它主要利用設置在大氣窗區和氧氣及水汽吸收線附近的微波通道，捕捉降水云中的水凝物資料，用以協同反演降水參數。

5月2日至5月5日，微波成像儀（降水型）探測的全球中低緯地區亮溫拼圖。

圖片來源：國家衛星氣象中心

風云三號G星的“獨門絕技”

風云三號G星于4月16日在酒泉衛星發射中心成功發射。這是繼美國、日本聯合發射專用降水測量衛星之后國際上發射的第三顆主動降水測量衛星，它的成功發射標志著我國成為全球唯一一個同時運行晨昏、上午、下午和傾斜四條近地軌道氣象衛星的國家。

4月16日9時36分，我國在酒泉衛星發射中心使用長征四號乙運載火箭成功將風云三號07星發射升空，衛星順利進入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。

圖片來源：新華社（汪江波 攝）

01

對降水進行“CT”掃描

獲取降水資料，傳統上主要通過雨量計、地基雷達等手段，但由于地面設備配置數量有限且分布不均，難以獲取大范圍高空間分辨率的地面降水信息。

風云三號G星搭載了我國首套“空中雨量計”——星載Ku、Ka雙頻降水測量雷達，將雷達觀測分辨率高和衛星觀測范圍廣的優勢結合起來，可通過向大氣發射無線電磁波信號，接收大氣中不同高度層的降水粒子反射信號，獲取垂直方向不同高度層的降水結構信息，實現垂直方向降水的探測。

同時，該衛星還能利用雷達跨軌方向的掃描能力，實現對水平方向的降水探測，從而具備自上而下獲取三維結構信息的能力，如同對大氣降水進行“CT”掃描。

02

對臺風暴雨“精確把脈”

風云三號G星也被氣象部門稱為“降水星”，是我國第20顆風云氣象衛星。它是我國首顆對降水進行主動測量的衛星，通過星地雷達融合應用可實現全球三維大氣、云和降水結構探測，將應用于臺風、暴雨和其他極端災害性天氣監測預報與氣候研究，顯著改善全球暴雨等災害早期預警能力。同時，在生態環境、能源、農業、健康等領域發揮作用。

03

靈動跳出“太空芭蕾”

風云三號G星運行在低軌低傾角的非太陽同步軌道，太陽會定期出現在軌道面的左右兩側，光照條件的不斷變化使得衛星外部熱環境變化復雜。要保證外部熱環境和單機工作環境穩定，衛星需要保持始終以同一側面面向太陽。

為此，姿軌控系統設計了自主偏航姿態機動模式，當太陽光從軌道面的一側運動到另一側時，衛星將自動完成180度轉身，靈動地跳出“太空芭蕾”。

另外，風云三號G星的運行軌道距離地面約407公里，大氣密度較高，在太陽活動高年，衛星1天的軌道高度衰減可達600多米。而根據任務要求，衛星軌道高度要控制在100米的偏差以內。研制團隊凝聚集體智慧，實現了衛星軌道高度維持、偏心率與軌道相位協同自主控制，使得衛星能一直以固定高度經過同緯度地區上空，保障其業務應用效能。

綜合來源：國家衛星氣象中心、科技日報、中國氣象報社、央視一套等

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